高中物理人教必修三9.1 電荷（課件）

1、新人教版 必修三第九章 靜電場及其應(yīng)用第1節(jié) 電荷問題引入： 摩擦可以使物體帶電。摩擦過的琥珀能夠吸引羽毛。為什么有的物體容易帶電，而有的物體很難帶電呢？電荷的提出 公元前600年 希臘學(xué)者泰勒斯發(fā)現(xiàn)了摩擦過的琥珀吸引輕小物體的現(xiàn)象。公元1世紀(jì)，我國學(xué)者王充在論衡一書中寫下了“頓牟掇芥”。電荷的提出 16世紀(jì)英國科學(xué)家吉爾伯特創(chuàng)造了英語中的“electricity”（電）這個詞，認(rèn)為摩擦過的琥珀帶有電荷。美國科學(xué)家富蘭克林通過實驗發(fā)現(xiàn)，雷電的性質(zhì)與摩擦產(chǎn)生的電的性質(zhì)完全相同，并命名了并命名了正電荷（positive charge）和負(fù)電荷（negative charge）。1.自然界中有兩種電

2、荷（1）正電荷：絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷 （2）負(fù)電荷：毛皮摩擦過的橡膠棒所帶的電荷一、電荷討論： 自然界中是否只有兩種電荷？有什么證據(jù)證明你的觀點。2.電荷間的相互作用：a、同種電荷相互排斥b、異種電荷相互吸引3.電荷量： (1)電荷的多少叫電荷量,用Q或q表示；國際單位制中，單位是庫侖，符號：C (2)正電荷的電荷量為正值，負(fù)電荷的電荷量為負(fù)值。正負(fù)不代表大小 例1.(多選)掛在絕緣細(xì)線下的兩輕質(zhì)通草球，由于電荷的相互作用靠近或遠(yuǎn)離（ ）A甲圖中兩球一定帶異種電荷；B甲圖中至少有一個帶電；C乙圖中兩球一定帶同種電荷；D乙圖中兩球可能只有一個帶電。BC二、物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)1.原子的組成 原

3、子原子核核外電子質(zhì)子中子（正電）（不帶電）（中性）（負(fù)電）（正電）原子核比較穩(wěn)定，為什么？質(zhì)子和中子之間有強(qiáng)相互作用核外電子呢？ 離原子核較遠(yuǎn)的電子容易受到外界的作用而脫離原子。2.金屬的微觀結(jié)構(gòu)1.金屬中原子的外層電子往往會脫離原子核的束縛而在金屬中自由運(yùn)動，這種電子叫作自由電子;2.失去自由電子的原子便成為帶正電的離子（ion），它們在金屬內(nèi)部排列起來，每個正離子都在自己的平衡位置附近振動而不移動，3.導(dǎo)體中存在大量的自由電子（如:金屬、地球 、人等）;絕緣體中幾乎不存在自由移動的電荷。（橡膠、塑料等）三.物體帶電方法、摩擦起電(原因) 不同物體對電子的束縛能力不同。摩擦過程中，（對電子的

4、束縛能力強(qiáng)的）物體得到電子帶負(fù)電，（對電子的束縛能力弱的）物體失去電子帶正電。毛皮橡膠棒毛皮橡膠棒實質(zhì)：電子的轉(zhuǎn)移得到電子-帶負(fù)電 失去電子-帶正電結(jié)果：兩個相互摩擦的物體帶上了等量異種電荷+摩擦起電演示圖：實驗:取一對用絕緣柱支持的導(dǎo)體A和B，使它們彼此接觸。起初它們不帶電，貼在下部的金屬箔是閉合的。利用上面介紹的金屬結(jié)構(gòu)的模型，解釋看到的現(xiàn)象。 (1)把帶正電的球C移近導(dǎo)體A金屬箔有什么變化？ (2)先把A和B分開，然后移去C，金屬箔又有什么變化？ (3)再讓A和B接觸，又會看到什么現(xiàn)象？、感應(yīng)起電C移近導(dǎo)體A，兩側(cè)金屬箔片都張開；金屬箔片仍張開，但張角變?。籄、B接觸，金屬箔片都閉合.規(guī)

5、律：近端感應(yīng)異種電荷，遠(yuǎn)端感應(yīng)同種電荷 當(dāng)一個帶電體靠近導(dǎo)體時，由于電荷間相互吸引或排斥，導(dǎo)體中的自由電荷便會趨向或遠(yuǎn)離帶電體，使導(dǎo)體靠近帶電體的一端帶異號電荷，遠(yuǎn)離帶電體的一端帶同號電荷。這種現(xiàn)象叫做靜電感應(yīng)。利用靜電感應(yīng)使金屬導(dǎo)體帶電的過程叫做感應(yīng)起電（electrification by induction）。想一想：產(chǎn)生新的電荷了嗎？感應(yīng)起電有什么特點? 并沒有產(chǎn)生新的電荷，而是在帶電體的作用下，導(dǎo)體上正、負(fù)電荷發(fā)生了分離，使電荷從導(dǎo)體的一部分轉(zhuǎn)移到了另一部分感受靜電感應(yīng)例2.如圖所示，A、B是被絕緣支架分別架起的金屬球，并相隔一定距離，其中A帶正電，B不帶電，則以下說法中正確的是:（

6、 ）A.導(dǎo)體B帶負(fù)電;B.導(dǎo)體B左端出現(xiàn)負(fù)電荷,右端出現(xiàn)正電荷，并且電荷量大小相等;C.若A不動，將B沿圖中aa分開，則兩邊的電荷量大小可能不等，與如何分割有關(guān);D.用手觸摸B的左端或者右端，B都將帶負(fù)電;E.若A、B接觸一下,A、B金屬體所帶總電荷量保持不變.BAaaBDE驗電器（靜電計）作用：檢驗物體是否帶電, 粗略判斷物體帶電的多少原理：同種電荷互相排斥結(jié)構(gòu)：金屬球、金屬桿、金屬箔等實驗：+想一想：是產(chǎn)生新的電荷了嗎？接觸起電有什么特點? 并沒有產(chǎn)生新的電荷，而是電荷從一個物體轉(zhuǎn)移到了另一物體圖3 是當(dāng)帶電體靠近但不接觸導(dǎo)體棒的上端 時,觀察發(fā)現(xiàn)金屬箔片也會張開，為什么？+-、接觸起電接

7、觸起電：帶電物體接觸另一個物體，電荷會轉(zhuǎn)移到這個物體上，使這個物體帶電。不接觸驗電器，能使驗電器帶電嗎？ 解釋：帶正電荷的物體靠近金屬球時，導(dǎo)體中的自由電子就被吸引過來，球上出現(xiàn)負(fù)電荷，驗電器金屬箔上則帶有正電荷，使金屬箔張開。 帶負(fù)電的物體靠近原先帶負(fù)電的驗電器，金屬箔張角如何變化？若驗電器帶正電呢？電荷分配完全相同的帶電金屬球接觸時電荷量的分配接觸后再分開+Q+Q接觸后再分開+Q-3Q-Q-Q例3.有三個完全一樣的絕緣金屬球，A球帶的電荷量為q，B、C均不帶電?，F(xiàn)要使B球帶的電荷量為 ，應(yīng)該怎么辦？+qABC1.AB接觸2.AC接觸3.BC接觸1.AB接觸2.BC接觸3.AB接觸1.AC接

8、觸2.BC接觸3.AB接觸1.AC接觸2.AB接觸3.BC接觸三種起電方式的比較起電方式摩擦起電感應(yīng)起電接觸起電產(chǎn)生條件一般是兩不同絕緣體摩擦?xí)r導(dǎo)體靠近帶電體時導(dǎo)體與帶電導(dǎo)體接觸時現(xiàn)象兩物體帶上等量異種電荷導(dǎo)體兩端出現(xiàn)等量異種電荷，且電性與原帶電體“近異遠(yuǎn)同”導(dǎo)體上帶上與帶電體相同電性的電荷原因原子核對電子束縛力弱的物體失去電子，強(qiáng)的得到電子導(dǎo)體中的自由電子在電荷間力的作用下，從物體的一端轉(zhuǎn)移到另一端在電荷間力的作用下，自由電子從一物體轉(zhuǎn)移到另一物體實質(zhì)均為電子在物體之間或物體內(nèi)部的轉(zhuǎn)移四.電荷守恒定律無論是哪種起電方式,其本質(zhì)都是將正、負(fù)電荷分開,使電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，并不是創(chuàng)造了電荷. 電荷既不

9、能創(chuàng)造,也不能消滅,它只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體,或從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分,在轉(zhuǎn)移的過程中，系統(tǒng)的電荷總數(shù)保持不變-電荷守恒定律 一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和總是保持不變。+五.元電荷（1）元電荷：最小的電荷量它的數(shù)值最早是由美國科學(xué)家密立根測定的一個電子或質(zhì)子所帶電量絕對值等于元電荷所有帶電體的電荷量或者等于e，或者是e的整數(shù)倍。故電荷量不能連續(xù)變化。（2）比荷：電荷量與質(zhì)量的比值叫做比荷 美國物理學(xué)家 密立根(R.A.Millikan)從1909到1917年所做的測量微小油滴上所帶電荷的工作，即所謂油滴實驗，在全世界久負(fù)盛名，堪稱實驗物理的典范。他精確地測定了電子電荷的值，直接證實了電荷的不連續(xù)性，所以說，密立根油滴實驗在物理學(xué)發(fā)展史上具有重要的意義。密立根由于測定了電子電荷和借助光電效應(yīng)測量出普朗克常數(shù)等數(shù)項成就，榮獲1923年諾貝爾物理學(xué)獎。 例4.（多選）科學(xué)家在研究原子、原子核及基本粒